焦隆華，肖 維

(湖南省永龍高速公路建設(shè)開發(fā)有限公司，湖南 吉首 416000)

0 引言

高速公路的快速發(fā)展，受路線總體的制約，不可避免地需經(jīng)過古滑坡等不良地質(zhì)地段。古滑坡由于發(fā)生年代久遠，上履松散土及植被往往難以事先探明，然而一旦受外界條件的影響而復(fù)活，將對人們的生命財產(chǎn)安全造成不可估量的影響。古滑坡復(fù)活形成的機制多種多樣，已有大量文獻研究表明地震［1，2］、水位升降［3－7］、降雨［8，9］等均能誘致古滑坡的復(fù)活。在公路建設(shè)中出現(xiàn)的路塹開挖工程，與其他因素結(jié)合也是導(dǎo)致古滑坡復(fù)活的因素，但這一方面的研究尚少。在龍永高速公路修建過程中，因工程建設(shè)導(dǎo)致永順連接線L2K4+460～L2K4+600 段的古滑坡復(fù)活。本文在總結(jié)古滑坡形成基本條件的基礎(chǔ)上，研究古滑坡潛在性的穩(wěn)定性，并針對公路建設(shè)導(dǎo)致的古滑坡復(fù)活效應(yīng)提出相應(yīng)的優(yōu)化處治方案。

1 工程概況

湖南省龍永(龍山至永順)高速公路是湘西州極重要的出省要道，其中永順連接線L2K4+460～L2K4+600 段橫切山腰，中心設(shè)計高程為290.524～292.688 m，中心開挖深度為9.0～11.1 m，右側(cè)為兩臺階型人工邊坡。該區(qū)為低山丘陵地貌，線路通過一古滑坡體，由于古滑坡形成時間較長，部分滑體特征已不甚清晰，其主要特征為古滑坡后緣位于線路右側(cè)約140 m 處，坡度近40°的陡坡，呈圍椅狀，中風化頁巖;坡體主要為第四系松散堆積碎石土組成;古滑坡前緣位于ZK5 與ZK6 之間，滑坡舌主要為碎石土組成，已被改造成農(nóng)田耕土，相對較為平坦;滑床為強～中風化頁巖;滑坡基巖產(chǎn)狀為14°∠12°，主要發(fā)育兩組節(jié)理 22°∠55°與 55°∠60°。其中第一組發(fā)育強烈，裂隙連通性較好，受改組節(jié)理影響，在路塹邊坡基本開挖到設(shè)計值時，該段右側(cè)邊坡中線約25、60 m 處出現(xiàn)寬約30～100 cm 的縱向連續(xù)弧形裂縫，出現(xiàn)山體滑坡復(fù)活，引發(fā)二次山體滑坡。該滑坡縱長約140 m，寬度40～60 m，滑體面積約5 000 m2，滑體平均厚度15.0 m，體積約75 000 m3，主滑方向40°，與線路直交，屬大層基巖順層滑坡。

2 古滑坡復(fù)活形成機制

2.1 滑坡地形地貌

古滑坡體的后緣距線路約140 m，后緣以外是坡度近40° 陡坡，坡頂標高390.0 m。古滑坡體表面為桔林，坡度約15°。地面高程為288.0～340.0 m。古滑坡體兩側(cè)為小沖溝，在公路小里程段的沖溝內(nèi)有泉水滲出，具有良好的給水環(huán)境。古滑坡體前緣為陡崖，高為8～10 m，崖底為小河溝，河溝水面高程為273.5 m。

2.2 滑坡體物質(zhì)組成及結(jié)構(gòu)特征

滑坡周界以巖土體是否產(chǎn)生變形破壞界定，其沿滑坡體周邊分布，滑坡后緣在桔林內(nèi)，地表可見圓弧形張拉裂縫分布，最高處高程320 m?；卤趦A向路線，傾角為 70°～80°，坎高1.5～3 m，頂部為耕田土，其下為第四系碎石土，殘坡積碎石層較雜亂，碎石和黏土含量不均，局部碎石含量高，部分地段黏土含量較高。在碎石土層下，局部存在古滑坡之前的原地表的分值黏土層，呈褐色、黑色，含植物根系及腐殖質(zhì)，軟－可塑狀，厚0.7～1.3 m。

2.3 滑坡面(帶)物質(zhì)組成及結(jié)構(gòu)特征

滑床與滑體接觸主要以下部風化基巖為標志面，在滑體下部主要為碎石土與強風化頁巖接觸，碎石松散，透水性強，而局部黏土含量高及強風化基巖透水性差，地下水富集，導(dǎo)致黏土浸水軟化，從而弱化了土體的抗剪強度，形成滑動面(帶)。從鉆孔揭露和取樣室內(nèi)試驗成果分析，滑動帶多飽水，呈軟塑狀，主要由黏性土夾碎石組成，一般厚幾十厘米～幾米，碎石含量一般15%～20%，粒徑2～3 cm，個別達 10 cm?；伯a(chǎn)狀較緩，傾角 10°～12°。

該大型基巖順層滑坡屬于古滑坡地段，因公路修建誘致其復(fù)活，其復(fù)活成因為:①滑坡母體由砂巖夾泥巖巖堆組成，砂巖體節(jié)理、裂隙及空隙發(fā)育，持水性好，泥巖透水性差，為隔水層。在持續(xù)降水條件下，砂巖體內(nèi)處于飽水狀態(tài)，并向泥巖內(nèi)補給，導(dǎo)致泥巖局部層位受水軟化、泥化，抗剪強度降低;②滑體前緣基巖沖溝浸蝕下切，滑坡母體內(nèi)軟弱結(jié)構(gòu)面臨空;③坡體中軟弱結(jié)構(gòu)面傾向臨空一側(cè)。

3 滑坡穩(wěn)定性分析評價

3.1 滑坡形成因素分析

坡體結(jié)構(gòu)是形成滑坡的物質(zhì)基礎(chǔ)。邊坡覆蓋層土體是古滑坡堆積體，以碎石土為主，透水性好，下伏基巖頁巖作為相對隔水層，阻礙了地下水持續(xù)下滲;邊坡施工開挖后，地表水下滲到坡體碎石中，受頁巖的阻隔，多聚集在土石界面附近，導(dǎo)致碎石土下部的黏土層長期受地下水的浸泡，從而降低了土層的抗剪強度，使得土石分界面附近形成一個連續(xù)分布的軟弱面，奠定了坡體上的碎石土層沿此軟弱面產(chǎn)生蠕動變形的基礎(chǔ) 。工程施工是滑坡產(chǎn)生的直接誘因。邊坡開挖后，坡角卸載，導(dǎo)致該邊坡上部土體臨空，在自重應(yīng)力作用下產(chǎn)生裂縫，誘發(fā)邊坡滑動。

3.2 滑動面抗剪強度計算

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查、工程邊坡目前的穩(wěn)定狀況、勘察所取得的地質(zhì)資料等情況，選取典型斷面反算滑動面的抗剪強度參數(shù)。根據(jù)工程斷面圖，利用1.0 的穩(wěn)定性系數(shù)，反算求得斷面碎石土層抗剪強度參數(shù)c=10 kPa，φ=26°，結(jié)合室內(nèi)試驗成果綜合分析，滑動面(巖土界面)的抗剪強度參數(shù)為c=16 kPa，φ =11°。采用SLIDE 軟件進行計算分析，其滑坡形狀如圖1所示。

圖1 滑坡形狀示意圖

根據(jù)反算出的計算參數(shù)，對古滑坡進行穩(wěn)定性驗算，可知公路未切方之穩(wěn)定性系數(shù)為1.14，切方后穩(wěn)定性系數(shù)為0.98。該邊坡當前處于蠕滑狀態(tài)，前緣淺層已崩塌，其滑動速度及范圍受大氣降水影響明顯。隨著大氣降雨的增加以及時間的推移，邊坡的變形與滑動程度將進一步加劇，以及滑動范圍將進一步擴大，最終導(dǎo)致邊坡整體失穩(wěn)，致使古滑坡體發(fā)生二次滑坡。

4 古滑坡處治優(yōu)化及監(jiān)測分析

4.1 滑坡處治措施

根據(jù)勘察資料可知，L2K4+460～L2K4+600段位于古滑坡體內(nèi)，線路右側(cè)的滑塌屬于工程滑動，由于工程施工引起碎石土層滑坡，同時因工程滑坡當前處于蠕滑狀態(tài)，局部淺層已經(jīng)滑塌，在以后強降雨的再次影響下，將進一步劣化，因此邊坡處治設(shè)計，應(yīng)根據(jù)滑動面的影響及施工影響進行優(yōu)化。根據(jù)地勘報告及咨詢意見對滑坡進行處治優(yōu)化:

1)調(diào)整路線縱坡，減少開挖深度，同時起到反壓護道的作用。原設(shè)計L2K4+460～L2K4+620 段縱坡為2.8%，L2K4+620～L2K4+980 段縱坡為4.93%。調(diào)整后變坡點前移，L2K4+460～L2K4+555.642 段縱坡調(diào)為極限縱坡6%，L2K4+555.562～L2K4+980 段縱坡保持4.93%，滑坡位置設(shè)計標高調(diào)高3 m。

2)加大邊坡一級平臺寬度至5 m 后，坡比一級調(diào)整為 1∶1.0，第二級坡比為 1∶1.5，新增填方6 980 m3，挖方增加9 353 m3。開挖坡面后，二級和三級坡采用人字骨架錨桿防護，同時做好坡面和坡體截水、封水、排水措施，在一級平臺和二級平臺上設(shè)置平臺排水溝，防止由于雨水的浸潤導(dǎo)致滑坡加劇。

3)在滑段2 采用鋼筋混凝土抗滑樁，尺寸為2.0 m×3.0 m，樁長為12.0 m。樁中對中間距均為6.0 m，共布置38 根樁。在樁的兩側(cè)分別布置6 根φ12 的構(gòu)造鋼筋，在樁的受壓側(cè)布置10 根φ12 的架立鋼筋。

4.2 處治后監(jiān)測分析

位移—時間曲線具有直觀的優(yōu)點，能較好地反映出滑坡體的位移變化率［11－16］。在滑坡處設(shè)置4處觀測點，以測斜孔地面處累計位移與時間關(guān)系表征處治后的滑坡穩(wěn)定性，其中測斜孔地面處累計位移與時間關(guān)系如圖2所示。

圖2 滑坡處累計位移與時間的關(guān)系圖

由圖2可知，經(jīng)處治后滑坡特征點處累計位移均先增長，且最大累計位移值為87.8 mm，后期基本從9月18日開始趨于收斂，表明滿足工程要求。

5 結(jié)論

本文以湖南省龍永高速L2K4+460～L2K4+600 路段為工程背景研究古滑坡復(fù)活效應(yīng)，并依據(jù)其復(fù)活條件與穩(wěn)定性狀態(tài)提出相應(yīng)的處治措施，主要的研究結(jié)論為以下幾點:

1)古滑坡所處地段平緩，雨水滲入土體較多，沿線泉水豐富具有良好的給水環(huán)境，泥巖局部層位受水軟化、泥化，抗剪強度降低，滑體前緣基巖沖溝浸蝕下切，滑坡母體內(nèi)軟弱結(jié)構(gòu)面臨空，以及在公路建設(shè)過程中，坡體中軟弱結(jié)構(gòu)面傾向臨空一側(cè)。這些均為古滑坡的復(fù)活提供了條件。

2)經(jīng)過古滑坡地段修建高速公路，需對其穩(wěn)定性做出穩(wěn)定性分析，確保其在施工及運營階段的安全性。考慮滑坡帶蠕變效應(yīng)及受環(huán)境影響，故需要對其進行處治。滑坡的處治主要分為調(diào)整路線(風險避讓)、放坡及雨水處理(風險減輕)及抗滑樁設(shè)置(主動防護)。

3)滑坡的處治為一個系統(tǒng)工程，應(yīng)根據(jù)古滑坡復(fù)活形成條件及發(fā)展趨勢相應(yīng)地提出處治方案，綜合運用，因地制宜，做到安全、經(jīng)濟、環(huán)保的最優(yōu)化。

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